《表2 针铁矿对剩余污泥和烟草废弃物厌氧共发酵主要有机物浓度变化的影响 (mg/L)》

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《针铁矿强化剩余污泥与烟草废弃物厌氧发酵的研究》

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注:Δ纤维素表示纤维素减少量；发酵时间为36h.

有机物厌氧消化是厌氧微生物在厌氧环境下将可利用的消化基质在关键酶的调控下转化为甲烷.通常，剩余污泥和烟草废弃物中有机物多以颗粒状或者棒状存在，有机物需要经过水解酶的作用转化为溶解态才能被酸化细菌和产甲烷古菌所食用.由表2可知，针铁矿投加实验组中主要有机物含量的变化较大.例如，在发酵36h时，溶解性蛋白质的含量为658mg/L，显著高于空白反应组（456mg/L），溶解性多糖的含量为1352mg/L同样高于空白组（1025mg/L）.由于溶解性COD主要包含溶解性蛋白质和多糖，因此在针铁矿投加组中溶解性COD的含量也高于空白组，上述实验结果表明针铁矿的存在有助于剩余污泥和烟草废弃物共发酵体系中有机物的溶出.纤维素是烟草废弃物的重要组成部分，纤维素的减量同样影响剩余污泥和烟草废弃物共消化的特性.表2中展示纤维素的减量，发酵时间为36h时，空白组中纤维素的减量为426mg/L，而针铁矿投加实验组中纤维素的减量高达690mg/L，该数值是空白组的1.6倍.之前研究表明剩余污泥和烟草废弃物共发酵能促进纤维素的降解[10]，而本研究结果显示了针铁矿的投加能进一步促进纤维素的降解与利用.纤维素降解关键酶需要Fe的催化，而针铁矿中富含Fe元素，从而提高纤维素关键酶的活性.VSS的减量同样能够表征针铁矿对剩余污泥和烟草废弃物发酵过程溶出的影响，如图3所示，2个反应器中VSS的减量率随时间呈现上升趋势.在1#中，当消化时间为30d时，VSS的减量率为26.5%，而在针铁矿投加的实验组（2#）中，VSS的减量率升高至31.5%，较此时1#提高约18%，相似的实验结果也在其他消化时间内获得.上述实验结果表明针铁矿的存在有助于剩余污泥和烟草废弃物共消化过程VSS的减量.